KR20210112872A - Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof - Google Patents
Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210112872A KR20210112872A KR1020200028455A KR20200028455A KR20210112872A KR 20210112872 A KR20210112872 A KR 20210112872A KR 1020200028455 A KR1020200028455 A KR 1020200028455A KR 20200028455 A KR20200028455 A KR 20200028455A KR 20210112872 A KR20210112872 A KR 20210112872A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- read
- retry
- workload
- data
- controller
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
- G06F13/16—Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
- G06F13/1668—Details of memory controller
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/0703—Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation
- G06F11/0766—Error or fault reporting or storing
- G06F11/0772—Means for error signaling, e.g. using interrupts, exception flags, dedicated error registers
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
- G06F11/10—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
- G06F11/1008—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices
- G06F11/1048—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices using arrangements adapted for a specific error detection or correction feature
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/14—Error detection or correction of the data by redundancy in operation
- G06F11/1402—Saving, restoring, recovering or retrying
- G06F11/1405—Saving, restoring, recovering or retrying at machine instruction level
- G06F11/141—Saving, restoring, recovering or retrying at machine instruction level for bus or memory accesses
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/30—Monitoring
- G06F11/3003—Monitoring arrangements specially adapted to the computing system or computing system component being monitored
- G06F11/3037—Monitoring arrangements specially adapted to the computing system or computing system component being monitored where the computing system component is a memory, e.g. virtual memory, cache
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/30—Monitoring
- G06F11/34—Recording or statistical evaluation of computer activity, e.g. of down time, of input/output operation ; Recording or statistical evaluation of user activity, e.g. usability assessment
- G06F11/3409—Recording or statistical evaluation of computer activity, e.g. of down time, of input/output operation ; Recording or statistical evaluation of user activity, e.g. usability assessment for performance assessment
- G06F11/3433—Recording or statistical evaluation of computer activity, e.g. of down time, of input/output operation ; Recording or statistical evaluation of user activity, e.g. usability assessment for performance assessment for load management
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
- G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
- G06F12/0223—User address space allocation, e.g. contiguous or non contiguous base addressing
- G06F12/023—Free address space management
- G06F12/0238—Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
- G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
- G06F12/0223—User address space allocation, e.g. contiguous or non contiguous base addressing
- G06F12/023—Free address space management
- G06F12/0238—Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory
- G06F12/0246—Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory in block erasable memory, e.g. flash memory
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
- G06F3/0602—Interfaces specially adapted for storage systems specifically adapted to achieve a particular effect
- G06F3/061—Improving I/O performance
- G06F3/0611—Improving I/O performance in relation to response time
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
- G06F3/0602—Interfaces specially adapted for storage systems specifically adapted to achieve a particular effect
- G06F3/0614—Improving the reliability of storage systems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
- G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
- G06F3/0671—In-line storage system
- G06F3/0673—Single storage device
- G06F3/0679—Non-volatile semiconductor memory device, e.g. flash memory, one time programmable memory [OTP]
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/10—Programming or data input circuits
- G11C16/14—Circuits for erasing electrically, e.g. erase voltage switching circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/26—Sensing or reading circuits; Data output circuits
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2201/00—Indexing scheme relating to error detection, to error correction, and to monitoring
- G06F2201/88—Monitoring involving counting
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
- G06F2212/10—Providing a specific technical effect
- G06F2212/1016—Performance improvement
- G06F2212/1021—Hit rate improvement
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
- G06F2212/10—Providing a specific technical effect
- G06F2212/1016—Performance improvement
- G06F2212/1024—Latency reduction
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
- G06F2212/10—Providing a specific technical effect
- G06F2212/1032—Reliability improvement, data loss prevention, degraded operation etc
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
- G06F2212/72—Details relating to flash memory management
- G06F2212/7203—Temporary buffering, e.g. using volatile buffer or dedicated buffer blocks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
- G06F2212/72—Details relating to flash memory management
- G06F2212/7205—Cleaning, compaction, garbage collection, erase control
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
- G06F2212/72—Details relating to flash memory management
- G06F2212/7206—Reconfiguration of flash memory system
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
- G06F2212/72—Details relating to flash memory management
- G06F2212/7208—Multiple device management, e.g. distributing data over multiple flash devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
Abstract
Description
본 기술은 반도체 집적 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 데이터 저장 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present technology relates to a semiconductor integrated device, and more particularly, to a data storage device and an operating method thereof.
데이터 저장 장치는 호스트 장치와 연결되어 호스트의 요청에 따라 데이터 입출력 동작을 수행한다.The data storage device is connected to the host device and performs data input/output operations according to the request of the host.
데이터 저장 장치는 호스트의 리드 요청에 따라 리드 동작을 수행하며, 리드 데이터에 포함되어 있는 에러를 검출 및 정정하고 호스트 장치로 제공할 수 있다.The data storage device may perform a read operation according to a read request from the host, detect and correct errors included in the read data, and provide the read data to the host device.
플래시 메모리 장치의 프로그램/소거 사이클은 신뢰성과 밀접한 관계가 있으며, 메모리 장치의 신뢰성을 보장하면서도 리드 레이턴시를 감소시킬 수 있는 방안이 요구된다.A program/erase cycle of a flash memory device is closely related to reliability, and a method for reducing read latency while ensuring reliability of the memory device is required.
본 기술의 실시예는, 리드 속도를 향상시킬 수 있는 데이터 저장 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.Embodiments of the present technology may provide a data storage device capable of improving a read speed and an operating method thereof.
본 기술의 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치는 데이터가 저장되는 저장부; 및 호스트의 리드 요청에 따라 디폴트 리드 전압에 기초하여 노멀 리드 동작을 수행하고, 상기 노멀 리드 동작이 실패한 경우 적어도 하나의 리트라이 리드 전압을 이용한 리드 리트라이 동작을 수행하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 워크로드에 따른 리트라이 리드 전압별 리드 성공 실적을 적중률로 저장하는 적중률 테이블; 및 상기 노멀 리드 동작이 실패함에 따라 워크로드를 판단하여, 판단한 상기 워크로드에서 상기 적중률이 높은 순으로 리트라이 리드 전압을 선택하도록 구성될 수 있다.A data storage device according to an embodiment of the present technology includes a storage unit for storing data; and a controller that performs a normal read operation based on a default read voltage according to a read request from a host, and performs a read retry operation using at least one retry read voltage when the normal read operation fails. The controller may include: a hit ratio table configured to store a read success performance for each retry read voltage according to a workload as a hit ratio; and determining the workload according to the failure of the normal read operation, and selecting the retry read voltage in the order of the highest hit ratio from the determined workload.
본 기술의 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치는 데이터가 저장되는 저장부; 및 상기 저장부를 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는 복수의 리트라이 리드 전압을 저장하는 리드 리트라이 테이블; 상기 복수의 리트라이 리드 전압별 리드 성공률을 워크로드에 따라 저장하는 적중률 테이블; 및 디폴트 리드 전압을 이용한 노멀 리드 동작이 실패하는 경우 워크로드를 판단하고, 상기 판단한 워크로드의 리트라이 리드 전압별 적중률에 기초하여 리드전압을 선택하도록 구성되는 리드전압 결정부;를 포함할 수 있다.A data storage device according to an embodiment of the present technology includes a storage unit for storing data; and a controller controlling the storage unit, wherein the controller includes: a read retry table configured to store a plurality of retry read voltages; a hit ratio table for storing read success rates for each of the plurality of retry read voltages according to a workload; and a read voltage determiner configured to determine a workload when a normal read operation using the default read voltage fails, and select a read voltage based on a hit ratio for each retry read voltage of the determined workload. .
본 기술의 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치의 동작 방법은 데이터가 저장되는 저장부 및 상기 저장부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법으로서, 상기 컨트롤러는 워크로드에 따른 리트라이 리드 전압별 리드 성공 실적을 적중률로 저장한 적중률 테이블을 포함하고, 호스트의 리드 요청에 따라 상기 컨트롤러가, 디폴트 리드 전압에 기초하여 노멀 리드 동작을 수행하는 단계; 상기 노멀 리드 동작이 실패한 경우 상기 컨트롤러가 적어도 하나의 리트라이 리드 전압을 이용한 리드 리트라이 동작을 수행하는 단계;를 포함하고, 상기 리드 리트라이 동작은, 상기 노멀 리드 동작이 실패함에 따라 상기 컨트롤러가 워크로드를 판단하는 단계; 상기 워크로드에서 상기 적중률이 높은 순으로 리트라이 리드 전압을 선택하는 단계; 및 상기 선택한 리트라이 리드 전압을 상기 저장부에 제공하여 데이터를 리드하는 리트라이 단계;를 포함할 수 있다.An operating method of a data storage device according to an embodiment of the present technology is an operating method of a data storage device including a storage unit in which data is stored and a controller controlling the storage unit, wherein the controller controls a retry read voltage according to a workload. performing, by the controller, a normal read operation based on a default read voltage in response to a read request from a host, including a hit ratio table in which each read success record is stored as a hit ratio; and performing, by the controller, a read retry operation using at least one retry read voltage when the normal read operation fails, wherein the read retry operation is performed by the controller as the normal read operation fails. determining the workload; selecting a retry read voltage in the order of the highest hit ratio in the workload; and a retry step of reading data by providing the selected retry read voltage to the storage unit.
본 기술에 의하면, 데이터 저장 장치의 워크로드에 최적화된 리드 전압으로 리드 동작을 수행함으로써 데이터 저장 장치의 신뢰성 및 동작 속도를 향상시킬 수 있다.According to the present technology, reliability and operation speed of the data storage device may be improved by performing a read operation with a read voltage optimized for the workload of the data storage device.
도 1은 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 컨트롤러의 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 리드전압 결정부의 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 리드 리트라이 테이블의 구성도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 적중률 테이블의 구성도이다.
도 6은 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 의한 스토리지 시스템의 구성도이다.
도 8 및 도 9는 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템의 구성도이다.
도 10은 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치를 포함하는 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 데이터 저장 장치에 포함된 비휘발성 메모리 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a data storage device according to an exemplary embodiment.
2 is a configuration diagram of a controller according to an embodiment.
3 is a block diagram of a read voltage determiner according to an exemplary embodiment.
4 is a block diagram of a read retry table according to an embodiment.
5 is a configuration diagram of a hit ratio table according to an embodiment.
6 is a flowchart illustrating a method of operating a data storage device according to an exemplary embodiment.
7 is a configuration diagram of a storage system according to an exemplary embodiment.
8 and 9 are block diagrams of data processing systems according to embodiments.
10 is a configuration diagram of a network system including a data storage device according to an embodiment.
11 is a block diagram of a nonvolatile memory device included in a data storage device according to an exemplary embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 기술의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present technology will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a data storage device according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치(10)는 컨트롤러(110), 및 저장부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
컨트롤러(110)는 호스트 장치의 요청에 응답하여 저장부(120)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(110)는 호스트 장치의 프로그램(라이트) 요청에 따라 저장부(120)에 데이터가 프로그램되도록 할 수 있다. 그리고, 호스트 장치의 읽기 요청에 응답하여 저장부(120)에 기록되어 있는 데이터를 호스트 장치로 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(110)는 리드 리트라이 테이블(Read Retry Table; RRT, 210) 및 적중률 테이블(Hit Ratio Table; HRT, 220)에 기초하여 리드 전압을 선택하고 저장부(120)로 제공하는 리드전압 결정부(20)를 포함할 수 있다.The
저장부(120)는 컨트롤러(110)의 제어에 따라 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 출력할 수 있다. 저장부(120)는 휘발성 또는 비휘발성 메모리 장치로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 저장부(120)는 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 낸드(NAND) 플래시 메모리, 노어(NOR) 플래시 메모리, PRAM(Phase-Change RAM), ReRAM(Resistive RAM) FRAM(Ferroelectric RAM), STT-MRAM(Spin Torque Transfer Magnetic RAM) 등과 같은 다양한 비휘발성 메모리 소자 중에서 선택된 메모리 소자를 이용하여 구현될 수 있다.The
저장부(120)는 복수의 비휘발성 메모리 장치(NVM, 121~12n)를 포함할 수 있고, 각각의 비휘발성 메모리 장치(121~12n)는 복수의 다이들, 또는 복수의 칩들, 또는 복수의 패키지들을 포함할 수 있다. 나아가 저장부(120)는 하나의 메모리 셀에 한 비트의 데이터를 저장하는 싱글 레벨 셀(Single-Level Cell), 또는 하나의 메모리 셀에 복수 비트의 데이터를 저장하는 멀티 레벨 셀(Multi-Level Cell)로 이루어질 수 있다.The
저장부(120)는 이를 구성하는 메모리 장치(121~12n)의 리텐션(retention) 특성, 리드 디스터브(read disturb), 반복되는 프로그램 및 리드 동작의 수행에 셀 특성이 변화되어 리드 에러가 발생할 수 있다.The
컨트롤러(110)는 리드 커맨드에 따라 저장부(120)로부터 리드한 데이터의 에러를 검출 및 정정(ECC)할 수 있으며, ECC(Error Check and Correction) 패일이 발생하였을 때 리드 전압을 변경하면서 ECC 동작이 패스되는 리드 전압을 찾는 리드 리트라이(Read Retry) 동작을 수행할 수 있다.The
이를 위해, 컨트롤러(110)는 RRT(210)를 참조할 수 있다. RRT(210)는 복수의 리트라이 리드 전압 레벨을 저장해 둔 테이블일 수 있다. 일 실시예에서, RRT(210)는 리드 리트라이 동작시 적용될 복수의 리트라이 리드 전압을 인덱스에 따라 관리할 수 있고, 컨트롤러(110)는 설정된 인덱스 순서에 따라 리트라이 리드 전압을 차례로 변경할 수 있다. 리트라이 리드 전압은 SLC의 경우 하나의 전압값으로 이루어질 수 있고, MLC의 경우 복수의 리드 전압값의 집합일 수 있다.For this, the
RRT(210)는 저장부(120)에 저장될 수 있고, 데이터 저장 장치(10)가 구동될 때 컨트롤러(110)에 로딩될 수 있다. 컨트롤러(110)는 로딩된 RRT(210)에 기초하여, 리드 리트라이 동작 시 사용될 리트라이 리드 전압을 결정할 수 있다. 결정된 리트라이 리드 전압은 예를 들어 파라미터 설정(Set parameter) 동작을 통해 저장부(120)로 전달되고, 저장부(120)는 전달된 리트라이 리드 전압 값을 레지스터에 저장하여 리드 리트라이 동작 시 사용할 수 있다.The RRT 210 may be stored in the
저장부(120)에서 리드한 데이터가 컨트롤러(110)로 전달되면 컨트롤러(110)는 ECC 동작에 의해 오류를 정정할 수 있다. ECC 동작에 의해 리드 데이터로부터 오류가 정정되면 리드 동작이 성공한 것으로서 에러 정정된 데이터가 컨트롤러(110)로부터 호스트로 제공될 수 있다. ECC 동작이 실패하는 경우, 컨트롤러(110)는 RRT(210)를 참조하여 리트라이 리드 전압을 변경하고 저장부(120)로 전달할 수 있다. 저장부(120)는 변경된 리트라이 리드 전압을 이용하여 리드한 데이터를 컨트롤러(110)로 전달하고, 컨트롤러(110)는 ECC 동작에 의해 에러를 정정할 수 있다. 이러한 과정은 리드 동작이 성공할 때까지, 또는 RRT(210)의 모든 리트라이 리드 전압값들이 적용될 때까지 반복될 수 있다.When data read from the
HRT(220)는 데이터 저장 장치(10)의 워크로드에 따른 리트라이 리드 전압별 적중률 테이블일 수 있다. 실험 등을 통해 결정된 초기 적중률이 반영된 HRT(220)가 저장부(120)에 저장되어 출하될 수 있고, 데이터 저장 장치(10)가 동작함에 따라 HRT(220)는 갱신될 수 있다.The
리드전압 결정부(20)는 호스트의 리드 요청에 응답하여 디폴트 리드 전압을 저장부(120)로 제공하여 노멀 리드 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이하의 설명에서 디폴트 리드 전압을 이용하여 수행하는 리드 동작을 노멀 리드 동작이라고 지칭하여, 노멀 리드 동작이 실패한 이후 디폴트 리드 전압과 다른 레벨의 리드 전압인 리트라이 리드 전압을 이용하여 수행되는 리드 리트라이 동작과 구분하기로 한다.The
리드전압 결정부(20)는 노멀 리드 동작, 또는 선행하는 리드 리트라이 동작이 실패하는 경우 RRT(210)에 저장된 리트라이 리드 전압의 제공 순서를 결정하고 결정된 순서에 따라 리트라이 리드 전압을 저장부(120)로 제공할 수 있다.The read voltage determiner 20 determines a supply order of the retry read voltage stored in the
일 실시예에서, 리드전압 결정부(20)는 리드 동작시, 바람직하게는 노멀 리드 동작 패일시 데이터 저장 장치(10)의 워크로드를 판단할 수 있다. 워크로드란 정해진 시간 동안 데이터 저장 장치(10)가 처리해야 하는 작업의 특성이나 양을 의미할 수 있다. 워크로드는 랜덤 또는 순차적인 접근, 데이터 전송 사이즈, 읽기/쓰기 동작의 비율, 또는 이들의 조합일 수 있다.In an embodiment, the
리드전압 결정부(20)는 판단된 워크로드에 기초하여 HRT(220)로부터 해당 워크로드에서의 적중률이 높은 순으로 리트라이 리드 전압을 선택하여 저장부(120)로 제공할 수 있다. 리드전압 결정부(20)는 리드 리트라이 동작이 성공함에 따라 해당 워크로드에서 리트라이 리드 전압별 적중률을 산출하여 HRT(220)를 갱신할 수 있다. 리트라이 리드 전압별 적중률은 각 리트라이 리드 전압의 리드 리트라이 성공 실적을 나타내는 값일 수 있다.The read
일 실시예에서, 리드전압 결정부(20)는 워크로드에 더하여 저장부(120)의 마모도를 더 판단할 수 있고, 워크로드와 마모도에 따른 리드 전압별 적중률을 산출하여 HRT(220)를 갱신할 수 있다. 마모도는 프로그램/소거 횟수 및/또는 리드 횟수에 기초하여 결정될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the read
요약하면, 호스트로부터의 리드 요청에 응답하여 디폴트 리드 전압을 이용하여 노멀 리드 동작을 수행하였으나 ECC 패일이 발생하는 경우 리드 리트라이를 수행할 수 있다. 리드 리트라이 동작시 리드전압 결정부(20)는 현재의 워크로드를 판단하고, HRT(220)를 참조하여 판단된 워크로드 상황에서 적중률이 높은 순으로 리트라이 리드 전압을 차례로 선택하여 저장부(120)로 전달할 수 있다. HRT(220)로 관리되는 워크로드 및 리트라이 리드 전압별 적중률은 리드 리트라이 동작이 수행될 때마다 갱신될 수 있다.In summary, when a normal read operation is performed using a default read voltage in response to a read request from the host, but an ECC failure occurs, a read retry may be performed. During the read retry operation, the read
데이터 저장 장치(10)의 리드 레이턴시는 저장부(120)의 실력치, 컨트롤러(110)를 포함하는 데이터 저장 장치(10)의 오버헤드 뿐 아니라 리드 리트라이 과정이 얼마나 빨리 성공하는지 등에 영향을 받는다.The read latency of the
호스트의 워크로드나 저장부(120)를 구성하는 메모리 셀의 열화 정도에 따라 리드 동작을 성공시키는 전압은 달라질 수 있는데, 리트라이 리드 전압의 적용 순서가 고정되어 있다면 리드 레이턴시를 개선하는 데 한계가 있다.The voltage at which the read operation succeeds may vary depending on the workload of the host or the degree of deterioration of the memory cells constituting the
본 기술에서는 워크로드를 판단하고, 그에 기초하여 리트라이 리드 전압의 적용 순서를 변경하여 리드 리트라이 성공 시점을 앞당길 수 있다. 리드 리트라이 횟수가 감소됨에 따라 메모리 셀에 가해지는 스트레스 또한 감소되어 데이터 저장 장치(10)의 수명을 연장시킬 수 있다.In the present technology, the success time of the read retry may be advanced by determining the workload and changing the application order of the retry read voltage based on the determination of the workload. As the number of read retries is reduced, stress applied to the memory cell is also reduced, thereby extending the lifespan of the
도 2는 일 실시예에 의한 컨트롤러의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a controller according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 의한 컨트롤러(110)는 프로세서(111), 호스트 인터페이스(113), ROM(1151), RAM(1153), ECC(117), 메모리 인터페이스(119) 및 리드전압 결정부(20)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
프로세서(111)는 저장부(120)에 대한 데이터의 읽기 또는 라이트 동작에 필요한 다양한 제어정보를 호스트 인터페이스(113), RAM(1153), ECC(117), 메모리 인터페이스(119) 및 리드전압 결정부(20)에 전달하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(111)는 데이터 저장 장치(10)의 다양한 동작을 위해 제공되는 펌웨어에 따라 동작할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(111)는 저장부(120)를 관리하기 위한 가비지 콜렉션, 주소맵핑, 웨어레벨링 등을 수행하기 위한 플래시 변환계층(FTL)의 기능 등을 수행할 수 있다.The
프로세서(111)는 호스트로부터 기입(write) 커맨드와 논리 주소를 입력 받은 경우 논리 주소에 대응하는 물리 주소를 할당하고, 물리 주소에 대응하는 저장부(120)의 저장 영역에 데이터를 기입하는 기입 동작을 제어할 수 있다.When the
호스트로부터 리드(read) 커맨드와 논리 주소를 입력 받은 경우 논리 주소에 대응하는 물리 주소를 검색하고, 물리 주소에 대응하는 저장부(120)의 저장 영역으로부터 데이터를 독출하는 리드 동작을 제어할 수 있다.When a read command and logical address are received from the host, a read operation of searching for a physical address corresponding to the logical address and reading data from the storage area of the
호스트 인터페이스(113)는 프로세서(111)의 제어에 따라 호스트 장치로부터 커맨드 및 클럭신호를 수신하고 데이터의 입출력을 제어하기 위한 통신 채널을 제공할 수 있다. 특히, 호스트 인터페이스(113)는 호스트 장치와 데이터 저장 장치(10) 간의 물리적 연결을 제공할 수 있다. 그리고 호스트 장치의 버스 포맷에 대응하여 데이터 저장 장치(10)와의 인터페이싱을 제공할 수 있다. 호스트 장치의 버스 포맷은 시큐어 디지털(secure digital), USB(universal serial bus), MMC(multi-media card), eMMC(embedded MMC), PCMCIA(personal computer memory card international association), PATA(parallel advanced technology attachment), SATA(serial advanced technology attachment), SCSI(small computer system interface), SAS(serial attached SCSI), PCI(peripheral component interconnection), PCI-E(PCI Express), UFS(universal flash storage)와 같은 표준 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
ROM(1151)에는 컨트롤러(110)의 동작에 필요한 프로그램 코드, 예를 들어 펌웨어 또는 소프트웨어가 저장되고, 프로그램 코드들이 이용하는 코드 데이터 등이 저장될 수 있다.The
RAM(1153)에는 컨트롤러(110)의 동작에 필요한 데이터 또는 컨트롤러(110)에 의해 생성된 데이터를 저장할 수 있다.The
ECC(117)는 저장부(120)로부터 독출된 데이터의 에러를 검출하고 정정할 수 있다.The
메모리 인터페이스(119)는 컨트롤러(110)와 저장부(120) 간의 신호 송수신을 위한 통신 채널을 제공할 수 있다. 메모리 인터페이스(119)는 프로세서(111)의 제어에 따라 버퍼 메모리(130)에 임시 저장된 데이터를 저장부(120)에 기입할 수 있다. 그리고 저장부(120)로부터 독출되는 데이터를 버퍼 메모리(130)에 임시 저장할 수 있다.The
리드전압 결정부(20)는 호스트의 리드 요청에 응답하여 디폴트 리드 전압에 의해 수행한 노멀 리드 동작이 실패하는 경우, 데이터 저장 장치(10)의 워크로드를 판단할 수 있다. 그리고, RRT(210) 및 HRT(220)를 참조하여 판단된 워크로드 상황에서 리드 리트라이 성공률이 높은 순으로 선택한 리트라이 리드 전압을 저장부(120)로 제공하여 리트라이 리드 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 리드전압 결정부(20)는 리드 리트라이 동작이 수행됨에 따라 HRT(220)의 정보 즉, 워크로드에 따른 리트라이 리드 전압별 적중률을 갱신할 수 있다.The read
도 3은 일 실시예에 의한 리드전압 결정부의 구성도이다.3 is a block diagram of a read voltage determiner according to an exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, 리드전압 결정부(20)는 워크로드 판단부(230), 리드전압 선택부(240) 및 HRT 갱신부(250)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the read
워크로드 판단부(230)는 노멀 리드 동작이 실패한 경우 데이터 저장 장치(10)의 워크로드를 판단할 수 있다. 워크로드는 순차 리드(SEQ), 랜덤 리드(RND), 스몰 리드(SML) 등으로 구분될 수 있다. 순차 리드(SEQ)란 선행하는 리드 동작의 마지막 논리 주소 직후의 논리 주소를 시작 지점으로 하는 리드 동작을 의미할 수 있다. 랜덤 리드(RND)란 순차 리드(SEQ)가 아닌 리드 동작을 의미할 수 있다. 스몰 리드(SML)란 리드되는 데이터의 사이즈가 설정 사이즈 이하인 경우. 예를 들어 플래시 메모리 장치의 페이지 버퍼 사이즈보다 작은 사이즈인 리드 동작을 의미할 수 있다.The
리드전압 선택부(240)는 노멀 리드 동작이 실패하여 리드 리트라이 동작을 수행하기 위하여 RRT(210) 및 HRT(220)를 참조하여 리트라이 리드 전압을 선택하도록 구성될 수 있다.The read
일 실시예에서, HRT(220)는 워크로드에 따른 리트라이 리드 전압별 적중률을 저장할 수 있고, 리드 전압 선택부(240)는 워크로드 판단부(230)의 판단 결과에 따라 HRT(220)를 참조하여 판단된 워크로드에서 리트라이 리드 전압별 적중률에 따라 RRT(210)로부터 적중률이 높은 순으로 리트라이 리드 전압을 선택할 수 있다.In an embodiment, the
HRT 갱신부(250)는 리드 리트라이 동작 결과에 따라 HRT(220)의 적중률을 갱신할 수 있다.The
도 4는 일 실시예에 의한 리드 리트라이 테이블의 구성도이다.4 is a block diagram of a read retry table according to an embodiment.
도 4를 참조하면, RRT(210)는 리드 리트라이 동작시 적용될 복수의 리트라이 리드 전압(RV)을 인덱스(ID)에 따라 저장할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
리드전압 결정부(20)는 설정된 인덱스 순서에 따라, 예를 들어 인덱스의 오름차순(ID1→ID2→ID3→…→IDk)으로 리트라이 리드 전압을 차례로 변경할 수 있다. 저장부(120)가 SLC로 동작하는 경우, 리트라이 리드 전압은 단일의 전압값으로 이루어질 수 있고, MLC로 동작하는 경우 리트라이 리드 전압은 복수의 리드 전압값의 집합일 수 있다.The read
도 5는 일 실시예에 의한 적중률 테이블의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a hit ratio table according to an embodiment.
HRT(220)는 데이터 저장 장치(10)의 워크로드에 따른 리트라이 리드 전압별 적중률 테이블일 수 있다. 일 실시예에서, HRT(220)는 워크로드(SEQ, RND, SML)에 따라 리트라이 리드 전압의 인덱스(ID1~IDk) 별 적중률(HR11~HR1k, HR21~HR2k, HR31~HR3k)를 저장할 수 있다.The
저장부(120)의 출하시에는 초기 적중률이 반영된 HRT(220)가 저장부(120)에 저장될 수 있다. 데이터 저장 장치(10)가 동작함에 따라 HRT(220)는 HRT 갱신부(250)에 의해 갱신될 수 있다.When the
도 6은 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of operating a data storage device according to an exemplary embodiment.
도 6을 참조하면, 컨트롤러(110)는 호스트의 리드 요청에 응답하여(S101) 디폴트 리드 전압을 저장부(120)로 제공하여 노멀 리드 동작을 수행하도록 제어할 수 있다(S103).Referring to FIG. 6 , the
컨트롤러(110)는 저장부(120)에서 리드한 데이터를 제공받아 ECC 디코딩을 수행하여 리드 동작의 성공 여부를 판단할 수 있다(S105).The
리드 동작이 패스한 경우(S105:Y) 컨트롤러(110)는 에러 정정된 리드 데이터를 호스트로 제공할 수 있다(S107).When the read operation passes (S105:Y), the
리드 동작이 실패한 경우(S105:N) 컨트롤러(110)는 데이터 저장 장치(10)의 워크로드를 판단할 수 있다(S109). 그리고, 판단된 워크로드에 기초하여 HRT(220)로부터 해당 워크로드에서의 적중률이 높은 순으로 리트라이 리드 전압을 선택하고 저장부(120)로 전달할 수 있다(S111). 저장부(120)에서 리드 리트라이 동작이 수행됨에 따라(S113), 컨트롤러(110)는 리드 리트라이 동작에 의해 리드된 데이터를 제공받아 ECC 디코딩을 수행하여 리드 리트라이 동작의 성공 여부를 확인할 수 있다(S115).When the read operation fails (S105:N), the
리드 리트라이 동작이 성공한 경우(S115:Y), 컨트롤러(110)는 에러 정정된 리드 데이터를 호스트로 제공할 수 있다(S117). 아울러, 해당 워크로드에서 리트라이 리드 전압별 적중률을 산출하여 HRT(220)를 갱신할 수 있다(S119).When the read retry operation is successful ( S115 : Y ), the
리드 리트라이 동작이 실패한 경우(S115:N), 컨트롤러(110)는 리드 리트라이 동작이 성공한 경우(S115:Y), 컨트롤러(110)는 RRT(210)의 모든 리트라이 리드 전압값들이 적용될 때까지 워크로드를 반영한 리드 리트라이 동작(S111~S115)을 반복할 수 있다.When the read retry operation fails (S115:N), when the read retry operation succeeds (S115:Y), when all the retry read voltage values of the
워크로드에 따른 적중률에 기반하여 리트라이 리드 전압의 제공 순서를 결정함에 따라 리드 리트라이 횟수를 최소화할 수 있다.The number of read retries can be minimized by determining the order of providing the retrie read voltages based on the hit ratio according to the workload.
도 7은 일 실시예에 의한 스토리지 시스템의 구성도이다.7 is a configuration diagram of a storage system according to an exemplary embodiment.
도 7을 참조하면, 스토리지 시스템(1000)은 호스트 장치(1100)와 데이터 저장 장치(1200)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 저장 장치(1200)는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)(SSD)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
데이터 저장 장치(1200)는 컨트롤러(1210), 비휘발성 메모리 장치들(1220-0 ~ 1220-n), 버퍼 메모리 장치(1230), 전원 공급기(1240), 신호 커넥터(1101) 및 전원 커넥터(1103)를 포함할 수 있다.The
컨트롤러(1210)는 데이터 저장 장치(1200)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(1210)는 호스트 인터페이스 유닛, 컨트롤 유닛, 동작 메모리로서의 랜덤 액세스 메모리, 에러 정정 코드(ECC) 유닛 및 메모리 인터페이스 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(1210)는 도 1 내지 도 6에 도시한 컨트롤러(110)로 구성될 수 있다.The
호스트 장치(1100)와 데이터 저장 장치(1200)는 신호 커넥터(1101)를 통해 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 신호란 명령어, 어드레스, 데이터를 포함할 수 있다.The
컨트롤러(1210)는 호스트 장치(1100)로부터 입력된 신호를 분석하고 처리할 수 있다. 컨트롤러(1210)는 데이터 저장 장치(1200)를 구동하기 위한 펌웨어 또는 소프트웨어에 따라서 백그라운드 기능 블럭들의 동작을 제어할 수 있다The
버퍼 메모리 장치(1230)는 비휘발성 메모리 장치들(1220-0 ~ 1220-n)에 저장될 데이터를 임시 저장할 수 있다. 또한, 버퍼 메모리 장치(1230)는 비휘발성 메모리 장치들(1220-0 ~ 1220-n)로부터 읽혀진 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리 장치(1230)에 임시 저장된 데이터는 컨트롤러(1210)의 제어에 따라 호스트 장치(1100) 또는 비휘발성 메모리 장치들(1220-0 ~ 1220-n)로 전송될 수 있다.The
비휘발성 메모리 장치들(1220-0 ~ 1220-n)은 데이터 저장 장치(1200)의 저장 매체로 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리 장치들(1220-0 ~ 1220-n) 각각은 복수의 채널들(CH0~CHn)을 통해 컨트롤러(1210)와 연결될 수 있다. 하나의 채널에는 하나 또는 그 이상의 비휘발성 메모리 장치가 연결될 수 있다. 하나의 채널에 연결되는 비휘발성 메모리 장치들은 동일한 신호 버스 및 데이터 버스에 연결될 수 있다.The nonvolatile memory devices 1220 - 0 to 1220 - n may be used as storage media of the
전원 공급기(1240)는 전원 커넥터(1103)를 통해 입력된 전원을 데이터 저장 장치(1200)의 컨트롤러(1210), 비휘발성 메모리 장치들(1220-0 ~ 1220-n) 및 버퍼 메모리(1230)에 제공할 수 있다. 전원 공급기(1240)는 보조 전원 공급기(1241)를 포함할 수 있다. 보조 전원 공급기(1241)는 서든 파워 오프(sudden power off)가 발생되는 경우, 데이터 저장 장치(1200)가 정상적으로 종료될 수 있도록 전원을 공급할 수 있다. 보조 전원 공급기(1241)는 대용량 캐패시터들(capacitors)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
신호 커넥터(1101)는 호스트 장치(1100)와 데이터 저장 장치(1200)의 인터페이스 방식에 따라서 다양한 형태의 커넥터로 구성될 수 있음은 자명하다.It is obvious that the
전원 커넥터(1103)는 호스트 장치(1100)의 전원 공급 방식에 따라서 다양한 형태의 커넥터로 구성될 수 있음은 물론이다.Of course, the
도 8 및 도 9은 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템의 구성도이다.8 and 9 are block diagrams of data processing systems according to embodiments.
도 8을 참조하면, 데이터 처리 시스템(3000)은 호스트 장치(3100)와 메모리 시스템(3200)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the
호스트 장치(3100)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board)과 같은 기판(board) 형태로 구성될 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 호스트 장치(3100)는 호스트 장치의 기능을 수행하기 위한 백그라운드 기능 블럭들을 포함할 수 있다.The
호스트 장치(3100)는 소켓(socket), 슬롯(slot) 또는 커넥터(connector)와 같은 접속 터미널(3110)을 포함할 수 있다. 메모리 시스템(3200)은 접속 터미널(3110)에 마운트(mount)될 수 있다.The
메모리 시스템(3200)은 인쇄 회로 기판과 같은 기판 형태로 구성될 수 있다. 메모리 시스템(3200)은 메모리 모듈 또는 메모리 카드로 불릴 수 있다. 메모리 시스템(3200)은 컨트롤러(3210), 버퍼 메모리 장치(3220), 비휘발성 메모리 장치(3231~3232), PMIC(power management integrated circuit)(3240) 및 접속 터미널(3250)을 포함할 수 있다.The
컨트롤러(3210)는 메모리 시스템(3200)의 제반 동작을 제어할 수 있다.The
컨트롤러(3210)는 도 1 내지 도 6에 도시된 컨트롤러(110)와 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다.The
버퍼 메모리 장치(3220)는 비휘발성 메모리 장치들(3231~3232)에 저장될 데이터를 임시 저장할 수 있다. 또한, 버퍼 메모리 장치(3220)는 비휘발성 메모리 장치들(3231~3232)로부터 읽혀진 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리 장치(3220)에 임시 저장된 데이터는 컨트롤러(3210)의 제어에 따라 호스트 장치(3100) 또는 비휘발성 메모리 장치들(3231~3232)로 전송될 수 있다.The
비휘발성 메모리 장치들(3231~3232)은 메모리 시스템(3200)의 저장 매체로 사용될 수 있다.The
PMIC(3240)는 접속 터미널(3250)을 통해 입력된 전원을 메모리 시스템(3200) 백그라운드에 제공할 수 있다. PMIC(3240)는, 컨트롤러(3210)의 제어에 따라서, 메모리 시스템(3200)의 전원을 관리할 수 있다.The
접속 터미널(3250)은 호스트 장치의 접속 터미널(3110)에 연결될 수 있다. 접속 터미널(3250)을 통해서, 호스트 장치(3100)와 메모리 시스템(3200) 간에 커맨드, 어드레스, 데이터 등과 같은 신호와, 전원이 전달될 수 있다. 접속 터미널(3250)은 호스트 장치(3100)와 메모리 시스템(3200)의 인터페이스 방식에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다. 접속 터미널(3250)은 메모리 시스템(3200)의 어느 한 변에 배치될 수 있다.The
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 도시하는 도면이다.9 is a diagram exemplarily illustrating a data processing system including a memory system according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 데이터 처리 시스템(4000)은 호스트 장치(4100)와 메모리 시스템(4200)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the
호스트 장치(4100)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board)과 같은 기판(board) 형태로 구성될 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 호스트 장치(4100)는 호스트 장치의 기능을 수행하기 위한 백그라운드 기능 블럭들을 포함할 수 있다.The
메모리 시스템(4200)은 표면 실장형 패키지 형태로 구성될 수 있다. 메모리 시스템(4200)은 솔더 볼(solder ball)(4250)을 통해서 호스트 장치(4100)에 마운트될 수 있다. 메모리 시스템(4200)은 컨트롤러(4210), 버퍼 메모리 장치(4220) 및 비휘발성 메모리 장치(4230)를 포함할 수 있다.The
컨트롤러(4210)는 메모리 시스템(4200)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(4210)는 도 1 내지 도 6에 도시한 컨트롤러(110)와 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다.The
버퍼 메모리 장치(4220)는 비휘발성 메모리 장치(4230)에 저장될 데이터를 임시 저장할 수 있다. 또한, 버퍼 메모리 장치(4220)는 비휘발성 메모리 장치들(4230)로부터 읽혀진 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리 장치(4220)에 임시 저장된 데이터는 컨트롤러(4210)의 제어에 따라 호스트 장치(4100) 또는 비휘발성 메모리 장치(4230)로 전송될 수 있다.The
비휘발성 메모리 장치(4230)는 메모리 시스템(4200)의 저장 매체로 사용될 수 있다.The
도 10은 일 실시예에 의한 데이터 저장 장치를 포함하는 네트워크 시스템의 구성도이다.10 is a configuration diagram of a network system including a data storage device according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 네트워크 시스템(5000)은 네트워크(5500)를 통해서 연결된 서버 시스템(5300) 및 복수의 클라이언트 시스템들(5410~5430)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10 , a
서버 시스템(5300)은 복수의 클라이언트 시스템들(5410~5430)의 요청에 응답하여 데이터를 서비스할 수 있다. 예를 들면, 서버 시스템(5300)은 복수의 클라이언트 시스템들(5410~5430)로부터 제공된 데이터를 저장할 수 있다. 다른 예로서, 서버 시스템(5300)은 복수의 클라이언트 시스템들(5410~5430)로 데이터를 제공할 수 있다.The
서버 시스템(5300)은 호스트 장치(5100) 및 메모리 시스템(5200)을 포함할 수 있다. 메모리 시스템(5200)은 도 1의 데이터 저장 장치(10), 도 7의 데이터 저장 장치(1200), 도 8의 메모리 시스템(3200), 도 9의 메모리 시스템(4200)으로 구성될 수 있다.The
도 11은 일 실시 예에 따른 데이터 저장 장치에 포함된 비휘발성 메모리 장치의 구성도이다.11 is a block diagram of a nonvolatile memory device included in a data storage device according to an exemplary embodiment.
도 11을 참조하면, 비휘발성 메모리 장치(300)는 메모리 셀 어레이(310), 행 디코더(320), 데이터 읽기/쓰기 블럭(330), 열 디코더(340), 전압 발생기(350) 및 제어 로직(360)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the
메모리 셀 어레이(310)는 워드 라인들(WL1~WLm)과 비트 라인들(BL1~BLn)이 서로 교차된 영역에 배열된 메모리 셀(MC)들을 포함할 수 있다.The
메모리 셀 어레이(310)는 3차원 메모리 어레이를 포함할 수 있다. 3차원 메모리 어레이는 반도체 기판의 평판면에 대해 수직의 방향성을 가지며, 적어도 하나의 메모리 셀이 다른 하나의 메모리 셀의 수직 상부에 위치하는 낸드(NAND) 스트링을 포함하는 구조를 의미한다. 하지만 3차원 메모리 어레이의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며 수직의 방향성뿐 아니라 수평의 방향성을 가지고 고집적도로 형성된 메모리 어레이 구조라면 선택적으로 적용 가능함은 자명하다.The
행 디코더(320)는 워드 라인들(WL1~WLm)을 통해서 메모리 셀 어레이(310)와 연결될 수 있다. 행 디코더(320)는 제어 로직(360)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 행 디코더(320)는 외부 장치(도시되지 않음)로부터 제공된 어드레스를 디코딩할 수 있다. 행 디코더(320)는 디코딩 결과에 근거하여 워드 라인들(WL1~WLm)을 선택하고, 구동할 수 있다. 예시적으로, 행 디코더(320)는 전압 발생기(350)로부터 제공된 워드 라인 전압을 워드 라인들(WL1~WLm)에 제공할 수 있다.The
데이터 읽기/쓰기 블럭(330)은 비트 라인들(BL1~BLn)을 통해서 메모리 셀 어레이(310)와 연결될 수 있다. 데이터 읽기/쓰기 블럭(330)은 비트 라인들(BL1~BLn) 각각에 대응하는 읽기/쓰기 회로들(RW1~RWn)을 포함할 수 있다. 데이터 읽기/쓰기 블럭(330)은 제어 로직(360)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 데이터 읽기/쓰기 블럭(330)은 동작 모드에 따라서 쓰기 드라이버로서 또는 감지 증폭기로서 동작할 수 있다. 예를 들면, 데이터 읽기/쓰기 블럭(330)은 쓰기 동작 시 외부 장치로부터 제공된 데이터를 메모리 셀 어레이(310)에 저장하는 쓰기 드라이버로서 동작할 수 있다. 다른 예로서, 데이터 읽기/쓰기 블럭(330)은 읽기 동작 시 메모리 셀 어레이(310)로부터 데이터를 독출하는 감지 증폭기로서 동작할 수 있다.The data read/
열 디코더(340)는 제어 로직(360)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 열 디코더(340)는 외부 장치로부터 제공된 어드레스를 디코딩할 수 있다. 열 디코더(340)는 디코딩 결과에 근거하여 비트 라인들(BL1~BLn) 각각에 대응하는 데이터 읽기/쓰기 블럭(330)의 읽기/쓰기 회로들(RW1~RWn)과 데이터 입출력 라인(또는 데이터 입출력 버퍼)을 연결할 수 있다.The
전압 발생기(350)는 비휘발성 메모리 장치(300)의 백그라운드 동작에 사용되는 전압을 생성할 수 있다. 전압 발생기(350)에 의해서 생성된 전압들은 메모리 셀 어레이(310)의 메모리 셀들에 인가될 수 있다. 예를 들면, 프로그램 동작 시 생성된 프로그램 전압은 프로그램 동작이 수행될 메모리 셀들의 워드 라인에 인가될 수 있다. 다른 예로서, 소거 동작 시 생성된 소거 전압은 소거 동작이 수행될 메모리 셀들의 웰-영역에 인가될 수 있다. 다른 예로서, 읽기 동작 시 생성된 읽기 전압은 읽기 동작이 수행될 메모리 셀들의 워드 라인에 인가될 수 있다.The
제어 로직(360)은 외부 장치로부터 제공된 제어 신호에 근거하여 비휘발성 메모리 장치(300)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어 로직(360)은 비휘발성 메모리 장치(300)의 읽기, 쓰기, 소거 동작을 제어할 수 있다.The
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
10 : 데이터 저장 장치
110 : 컨트롤러
120 : 저장부
20 : 리드전압 결정부10: data storage device
110: controller
120: storage
20: read voltage determining unit
Claims (11)
호스트의 리드 요청에 따라 디폴트 리드 전압에 기초하여 노멀 리드 동작을 수행하고, 상기 노멀 리드 동작이 실패한 경우 적어도 하나의 리트라이 리드 전압을 이용한 리드 리트라이 동작을 수행하는 컨트롤러;를 포함하고,
상기 컨트롤러는, 워크로드에 따른 리트라이 리드 전압별 리드 성공 실적을 적중률로 저장하는 적중률 테이블; 및
상기 노멀 리드 동작이 실패함에 따라 워크로드를 판단하여, 판단한 상기 워크로드에서 상기 적중률이 높은 순으로 리트라이 리드 전압을 선택하도록 구성되는 리드전압 결정부;
를 포함하는 데이터 저장 장치.a storage unit for storing data; and
a controller that performs a normal read operation based on a default read voltage according to a read request from a host, and performs a read retry operation using at least one retry read voltage when the normal read operation fails
The controller may include: a hit ratio table configured to store a read success performance for each retry read voltage according to a workload as a hit ratio; and
a read voltage determiner configured to determine a workload according to the failure of the normal read operation, and select a retry read voltage in the order of the highest hit ratio from the determined workload;
A data storage device comprising a.
상기 리드전압 결정부는, 상기 리드 리트라이 동작 수행 결과에 따라 상기 적중률 테이블을 갱신하도록 구성되는 데이터 저장 장치.The method of claim 1,
The read voltage determiner is configured to update the hit ratio table according to a result of the read retry operation.
상기 워크로드는, 리드 동작을 위해 상기 저장부에 접근되는 양상 및 리드 데이터의 사이즈에 기초하여 판단되는 데이터 저장 장치.The method of claim 1,
The workload is determined based on an aspect of accessing the storage unit for a read operation and a size of read data.
상기 워크로드는, 선행하는 리드 동작의 마지막 논리 주소 직후의 논리 주소를 시작 지점으로 하는 리드 동작인 순차 리드 동작, 상기 순차 리드가 아닌 리드 동작인 랜덤 리드 동작, 리드되는 데이터의 사이즈가 설정 사이즈 이하인 스몰 리드 동작을 포함하는 데이터 저장 장치.4. The method of claim 3,
The workload includes a sequential read operation that is a read operation using a logical address immediately after the last logical address of a preceding read operation as a starting point, a random read operation that is a read operation that is not the sequential read, and a size of read data is less than or equal to a set size. A data storage device that includes small read operation.
상기 저장부를 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
상기 컨트롤러는 복수의 리트라이 리드 전압을 저장하는 리드 리트라이 테이블;
상기 복수의 리트라이 리드 전압별 리드 성공률을 워크로드에 따라 저장하는 적중률 테이블; 및
디폴트 리드 전압을 이용한 노멀 리드 동작이 실패하는 경우 워크로드를 판단하고, 상기 판단한 워크로드의 리트라이 리드 전압별 적중률에 기초하여 리드전압을 선택하도록 구성되는 리드전압 결정부;
를 포함하는 데이터 저장 장치.a storage unit for storing data; and
Including; a controller for controlling the storage unit;
The controller may include: a read retry table configured to store a plurality of retry read voltages;
a hit ratio table for storing read success rates for each of the plurality of retry read voltages according to a workload; and
a read voltage determiner configured to determine a workload when a normal read operation using a default read voltage fails and select a read voltage based on a hit ratio for each retry read voltage of the determined workload;
A data storage device comprising a.
상기 리드전압 결정부는 상기 리드 리트라이 결과에 따라 상기 적중률 테이블을 갱신하는 데이터 저장 장치.6. The method of claim 5,
The read voltage determiner updates the hit ratio table according to a result of the read retry.
상기 워크로드는 리드 동작을 위해 상기 저장부에 접근되는 양상 및 리드 데이터의 사이즈에 기초하여 판단되는 데이터 저장 장치.6. The method of claim 5,
The workload is determined based on an aspect of accessing the storage unit for a read operation and a size of read data.
상기 컨트롤러는 워크로드에 따른 리트라이 리드 전압별 리드 성공 실적을 적중률로 저장한 적중률 테이블을 포함하고,
호스트의 리드 요청에 따라 상기 컨트롤러가, 디폴트 리드 전압에 기초하여 노멀 리드 동작을 수행하는 단계;
상기 노멀 리드 동작이 실패한 경우 상기 컨트롤러가 적어도 하나의 리트라이 리드 전압을 이용한 리드 리트라이 동작을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 리드 리트라이 동작은,
상기 노멀 리드 동작이 실패함에 따라 상기 컨트롤러가 워크로드를 판단하는 단계;
상기 워크로드에서 상기 적중률이 높은 순으로 리트라이 리드 전압을 선택하는 단계; 및
상기 선택한 리트라이 리드 전압을 상기 저장부에 제공하여 데이터를 리드하는 리트라이 단계;
를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.A method of operating a data storage device comprising a storage unit for storing data and a controller for controlling the storage unit, the method comprising:
The controller includes a hit ratio table that stores the read success performance for each retry read voltage according to the workload as the hit ratio,
performing, by the controller, a normal read operation based on a default read voltage in response to a read request from a host;
performing, by the controller, a read retry operation using at least one retry read voltage when the normal read operation fails;
The read retry operation is
determining, by the controller, the workload according to the failure of the normal read operation;
selecting a retry read voltage in the order of the highest hit ratio in the workload; and
a retry step of reading data by providing the selected retry read voltage to the storage unit;
A method of operating a data storage device comprising a.
상기 컨트롤러가 상기 리드 리트라이 동작 수행 결과에 따라 상기 적중률 테이블을 갱신하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 데이터 저장 장치의 동작 방법.9. The method of claim 8,
and updating, by the controller, the hit ratio table according to a result of the read retry operation.
상기 워크로드를 판단하는 단계는, 리드 동작을 위해 상기 저장부에 접근되는 양상 및 리드 데이터의 사이즈에 기초하여 상기 워크로드를 판단하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.9. The method of claim 8,
The determining of the workload includes determining the workload based on an aspect of accessing the storage unit for a read operation and a size of read data.
상기 워크로드는, 선행하는 리드 동작의 마지막 논리 주소 직후의 논리 주소를 시작 지점으로 하는 리드 동작인 순차 리드 동작, 상기 순차 리드가 아닌 리드 동작인 랜덤 리드 동작, 리드되는 데이터의 사이즈가 설정 사이즈 이하인 스몰 리드 동작을 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.11. The method of claim 10,
The workload includes a sequential read operation that is a read operation using a logical address immediately after the last logical address of a preceding read operation as a starting point, a random read operation that is a read operation that is not the sequential read, and a size of read data is less than or equal to a set size. A method of operating a data storage device including a small read operation.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200028455A KR20210112872A (en) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof |
US17/004,230 US11461177B2 (en) | 2020-03-06 | 2020-08-27 | Data storage device and method of operating the same |
CN202010930617.9A CN113360427A (en) | 2020-03-06 | 2020-09-07 | Data storage device and operation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200028455A KR20210112872A (en) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210112872A true KR20210112872A (en) | 2021-09-15 |
Family
ID=77524414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200028455A KR20210112872A (en) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11461177B2 (en) |
KR (1) | KR20210112872A (en) |
CN (1) | CN113360427A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230076709A (en) * | 2021-11-24 | 2023-05-31 | 삼성전자주식회사 | Controller for controlling nonvolatile memory device, storage device having the same, and operating method thereof |
US11841767B2 (en) | 2021-11-24 | 2023-12-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Controller controlling non-volatile memory device, storage device including the same, and operating method thereof |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11726671B2 (en) * | 2021-06-24 | 2023-08-15 | Micron Technology, Inc. | Memory access mode selection |
CN115312104B (en) * | 2022-09-30 | 2022-12-13 | 芯天下技术股份有限公司 | Flash memory chip configuration information reading method and device, electronic equipment and storage medium |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101826140B1 (en) | 2011-08-04 | 2018-03-22 | 삼성전자주식회사 | Method for operating memory controller, and memory system having the same |
KR20170085286A (en) | 2016-01-14 | 2017-07-24 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Memory system and operating method of memory system |
KR20180110412A (en) | 2017-03-29 | 2018-10-10 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Memory system and operating method thereof |
CN111104044B (en) * | 2018-10-25 | 2024-04-30 | 上海宝存信息科技有限公司 | Data storage device and adaptive data reading method thereof |
-
2020
- 2020-03-06 KR KR1020200028455A patent/KR20210112872A/en unknown
- 2020-08-27 US US17/004,230 patent/US11461177B2/en active Active
- 2020-09-07 CN CN202010930617.9A patent/CN113360427A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230076709A (en) * | 2021-11-24 | 2023-05-31 | 삼성전자주식회사 | Controller for controlling nonvolatile memory device, storage device having the same, and operating method thereof |
US11841767B2 (en) | 2021-11-24 | 2023-12-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Controller controlling non-volatile memory device, storage device including the same, and operating method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113360427A (en) | 2021-09-07 |
US20210279138A1 (en) | 2021-09-09 |
US11461177B2 (en) | 2022-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102532084B1 (en) | Data Storage Device and Operation Method Thereof, Storage System Having the Same | |
KR20210112872A (en) | Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof | |
CN111177031B (en) | Data storage device, method of operation, and storage system having data storage device | |
KR20210121686A (en) | Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof | |
US20200152274A1 (en) | Data storage apparatus, operating method thereof, and storage system including data storage apparatus | |
US11675699B2 (en) | Data storage device, operation method thereof, and storage system including the same | |
KR102421103B1 (en) | Controller, memory system including the same and operating methods of the controller and the memory system | |
KR20200067035A (en) | Data Storage Device and Operation Method Thereof, Storage System Having the Same | |
US11543990B2 (en) | Data storage apparatus with extended lifespan and operation method thereof | |
KR20200029085A (en) | Data Storage Device and Operation Method Thereof, Storage System Having the Same | |
KR20210099784A (en) | Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof | |
KR20210001501A (en) | Data Storage Device, Controller and Operation Method Therefor | |
KR20200114216A (en) | Data Storage Device, Operation Method Thereof | |
KR20200121068A (en) | Data Storage Device and Operation Method Thereof, Controller Therefor | |
KR20200110862A (en) | Data Storage Device and Operation Method Thereof, Controller Using the Same | |
US11635896B2 (en) | Method and data storage apparatus for replacement of invalid data blocks due to data migration | |
US11467747B2 (en) | Data storage device and operating method thereof | |
KR102649657B1 (en) | Data Storage Device and Operation Method Thereof, Storage System Having the Same | |
KR20210121503A (en) | Electronic Apparatus, and Data Storage Apparatus and Operation Method Therefor | |
US12001331B2 (en) | Data storage device, operation method thereof, and storage system including the same | |
US11243718B2 (en) | Data storage apparatus and operation method i'hereof | |
US20220188008A1 (en) | Data storage apparatus and operation method thereof | |
KR20220082528A (en) | Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof | |
KR20220007206A (en) | Data Storage Apparatus and Operation Method Thereof | |
KR20230161650A (en) | Data Storage Device with Improved Read Efficiency, Controller and Memory Device and Operating Method Therefor |